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喷泉实验的设计与研究

范文

吕东方

摘要喷泉实验是中学化学的经典实验，本文从化学新课程化学实验的基本理念要求出发，通过科学探究，分析实验原理，改进实验装置及实验药品，简化实验操作，提高实验成功率和演示效果。

关键词喷泉实验装置改进药品改进

中图分类号：G633.8文献标识码：A

喷泉实验是一个富有探索意义、经典的实验，在化学教学中具有重要地位。有同学提出疑问，是否喷泉实验是HCl、NH3的特权呢？还有没有可以产生喷泉现象的气体？其实只要符合喷泉实验基本原理的气体就能产生喷泉。喷泉实验基本原理是：如果某些气体在液体中的溶解度很大，能够在短时间内产生足够的压强差（负压），则打开活塞后，大气压会将烧杯内的液体压入烧瓶中，在导管口形成喷泉。气体在液体中溶解有两个方法：物理方法与化学方法。物理方法可把气体抽走或溶解，化学方法可通过化学反应或化学溶解。

1经典氨的喷泉实验改进

1.1实验仪器

圆底烧瓶、塑料瓶（矿泉水瓶、可乐瓶）小试管、橡皮筋、尖嘴玻璃管、短玻璃导管、烧瓶、橡胶管、橡皮塞（双孔两个）

1.2实验药品

浓氨水、氢氧化钠固体、酚酞溶液。

1.3实验装置

氨的喷泉实验示意图。

1.4实验操作及现象

（1）将小试管用橡皮筋固定在尖嘴玻璃管上。塑料瓶中加入适量水，滴入酚酞溶液，震荡。

（2）照图1安装好实验装置，双手握紧圆底烧瓶检查装置气密性。

（3）将小试管加入适量的浓氨水、氢氧化钠固体。迅速伸入烧瓶内，重新安置好装置，观察现象。可以看到小试管中有气泡冒出，烧瓶中空气由D处橡胶管排出。烧瓶中空气排完后，D处用夹子夹紧，多余氨气由尖嘴管排出，溶于水后使酚酞溶液变红。

（4）反应完成后，用食指按住瓶塞上短玻璃导管C处，挤压塑料瓶，使少量水进入烧瓶，即可形成美丽的喷泉。如果用食指按住短玻璃导管C处，可调节塑料瓶中进气量，使之产生一定的负压，这样可以控制喷泉大小，延长喷泉持续时间，突出了实验现象。

1.5注意事项

（1）所加药品的量要适中，可以根据烧瓶的大小适当调整。

（2）药品加入要迅速，避免生成的氨气大量外逸，污染环境。

1.6实验方案的评价

将制取氨气的装置整合到烧瓶中，可以把气体的收集与喷泉实验的装置连成一个整体，无需事先收集，操作简单;节约时间、药品;喷泉可以随意控制，突出试验现象。

2白烟喷泉实验

2.1实验仪器

圆底烧瓶、锥形瓶、带铁圈的铁架台、玻璃导管、橡胶管、胶头滴管、双孔橡皮塞。

2.2实验药品

氯化氢气体、氨气。

2.3实验装置

白烟喷泉示意图。

2.4实验操作及现象：

（1）氨气装在一个小圆底烧瓶里，用一个合适的带有玻璃导管和胶头滴管的双孔橡皮塞塞紧瓶口。氯化氢装在一个500mL的锥形瓶中，也用一个合适的装有玻璃导管的双孔橡皮塞塞紧瓶口，用橡皮管将两个导管相连。这样就装置成了所需的实验仪器。

（2）使用时，用手挤压装满水的胶头滴管，使少量水进入烧瓶，几秒钟后，HCl气体开始进入烧瓶，并形成白烟“喷泉”。

2.5注意事项

（1）盛气体的烧瓶必须干燥，否则甁中有液体，会使瓶口留下空气，形成的噴泉压力不大。

（2）气体要充满烧瓶。

2.6实验方案的评价

利用氯化氢和氨气发生化学反应生成氯化铵固体导致烧瓶内气压下降形成喷泉的演示实验，可以开拓学生视野，丰富学生的科学素养。

3物理方法制造喷泉

3.1实验仪器

圆底烧瓶、烧杯、带铁圈的铁架台、玻璃导管、橡胶管、夹子。

3.2实验装置

喷泉实验装置图。

3.3操作步骤

（1）按图组装仪器。在圆底烧瓶中先盛小半瓶水，加热使水至沸腾。

（2）用带有玻璃管的塞子塞紧瓶口，倒置，放在铁架台上，玻璃导管底端插入烧杯中。

（3）用湿毛巾捂住圆底烧瓶或往圆底烧瓶浇凉水，由于瓶内压强降低，会形成美丽的喷泉。

3.4注意事项

（1）实验时速度要快。

（2）注意安全，防止烫伤。

3.5实验方案的评价

本实验可以使学生意识到发生喷泉现象并不一定需要发生化学反应，使用纯物理方法降低压强也可进行喷泉实验。此方案可培养学生的发散思维，促使学生思维更加严密、全面。

4对喷泉实验的分析

通过对喷泉实验的研究、探索和实验我们总结喷泉实验的基本原理是：利用气体在短时间内产生足够的负压，在打开活塞后，大气压会将烧杯内的液体压入烧瓶中，形成喷泉。产生喷泉有两种方法即：物理方法和化学方法。

通过分析喷泉实验的基本原理和条件，我们总结出喷泉实验成功的关键是：盛气体的烧瓶必须干燥，否则形成的喷泉压力不大;气体要充满烧瓶;烧瓶不能漏气;所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。

一个简单的实验，可以演变出这么多问题，说明化学的博大精深，也说明发散思维的重要性。新课程注重实验能力的培养，本次对喷泉实验的创新思考与实验提高了学生创新能力、实验操作能力和对化学的学习兴趣。

参考文献

[1] 毕华林，亓英丽.新课程教学论[M].北京：高等教育出版社，2005：23-25.

[2] 王小燕，刘东峰等.有关喷泉实验的再研究[J].中学化学教学参考，2016（04）：27.

[3] 周名翠等.喷泉实验改进[J].北京教科院基教研中心，2007（03）：5.

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